一種油層預置用防垢劑的製作方法
2023-10-25 02:08:27 1
專利名稱：一種油層預置用防垢劑的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種在油藏內具有較好的防垢效果和吸附-解吸性能的油層預置用防垢劑。
背景技術：
在油田開發中後期，隨著各種提高採收率技術的普遍應用，地層與採出系統結垢問題日益突出。地層及採出系統結垢往往造成油層傷害、油井井筒和地面輸油管線阻流，設備損壞等問題，導致產液量下降，嚴重影響了油田的正常生產。綜合國內外防垢方法，主要包括:(I)化學方法防垢，有2種處理方法:加酸或注入CO2防止鹼性垢，加防垢劑；(2)物理方法防垢，通過物理手段防止垢的形成，包括5種方法:避免不相容的水混合，維持壓力防止碳酸鈣結垢，塑料塗料防垢，「聲場」和「電磁場」防垢，降低油田水中成垢離子濃度。其中加化學防垢劑防垢方法的使用局限性最小，且其防垢效果明顯、成本較低,被國內外油田普遍應用。防垢劑在油田的使用方法有:(1)對於地面集輸系統，可在計量(轉油)站、各井末站管匯處投加防垢劑；(2)油井井下泵和尾管結垢，可在井口加藥劑或下入固體防垢塊；
(3)井下近井地帶地層結垢，可採用油層預置防垢劑技術擠注高濃度防垢劑。其中，連續注入防垢劑，對泵的要求較高，且操作複雜，佔用較多的人力、物力；投放固體防垢塊，固體防垢塊的溶解速度不易控制；油層預置防垢劑技術與上述方法相比，具有自動連續釋放、可實現由生產井近井帶一生產井筒一地面管線全面防垢及操作過程簡單等優點，是一項具有很大發展潛力的防垢技術。油層預置防垢劑技術的基本原理是將防垢劑擠進井筒周圍地層內，防垢劑可被物理吸附或沉澱滯留於多孔介質中，開井生產後通過解吸緩慢釋放於產出水中，達到長效防垢的目的。目前，國內外防垢劑的研發絕大部分集中在提高防垢性能和合成多功能防垢劑上，鮮見在地層內兼具防垢和吸附解吸性能的防垢劑的研究。
發明內容
本發明的目的是提供一種既具有較好的防垢性能又具有吸附解吸性能的油層預置用防垢劑，該劑可以在高溫地層具有較好的吸附解吸性能及防垢效果。本發明的目的是通過以下技術方案實現的:一種油層預置用防垢劑，所述油層預置用防垢劑為氮氧基三亞甲基膦酸，其合成條件為:在恆溫水浴中，將氨基三亞甲基膦酸晶體加入到反應容器中，再加入蒸餾水，然後用質量分數40%的NaOH溶液調節pH為9 ;冷卻至室溫後緩慢滴加H2O2攪拌，氨基三亞甲基膦酸=H2O2=1:2.5 (摩爾比);滴加完畢後升溫，反應溫度為60°C，反應3h即得氮氧基三亞甲基膦酸溶液；將產物趁熱倒入已預熱的無水乙醇溶液中，攪拌後靜置，溶液冷卻後底層出現白色晶體，抽濾後得到氮氧基三亞甲基膦酸晶體。
本防垢劑為陽離子型防垢劑。該防垢劑具有三個亞甲基膦酸基團和一個氮氧基團，在防垢的過程中，分子結構中的亞甲基膦酸基團既可與結垢陽離子形成螯合物降低流體中結垢陽離子的含量，該基團中的氧原子又可吸附在碳酸鈣晶體表面生長活性點上阻止垢的長大；而氮氧基團賦予防垢劑分子弱正電性，可與呈負電性的地層物質結合表現出防垢劑在地層良好的吸附性。由於該防垢劑同時含有吸附基團和防垢基團，因此該劑可實現在地層內長期吸附解吸並同時防垢的功能，具有長效性。本發明的要點是防垢劑的加入降低了流體中結垢陽離子含量，並佔據垢晶表面的活性點阻止碳酸垢的長大堆積；防垢劑分子呈正電性，與油藏地層實現較好的吸附解吸作用。本發明考慮到作業成本的問題，本防垢劑用量一般不超過10%，最低有效濃度一般低於20mg/L，生產成本低，並且無需後續的處理措施。本發明注重環保，防垢劑無毒，且可通過汙水處理後回注實現循環使用，不汙染環境。本發明結合油層預置防垢技術具有操作過程簡單，防垢劑地層預置一次，防垢劑能夠自動連續釋放，長期有效；除防井筒及地面管線結垢外，還可防近井帶地層內的垢。
圖1為氮氧基三亞甲基膦酸紅外譜圖；圖2為防垢劑濃度與結垢時間的關係曲線；
圖3為防垢劑靜態吸附量隨濃度變化關係曲線；圖4為防垢劑返排濃度與產出體積的關係曲線；
具體實施例方式以下結合具體實施例，對本發明進行詳細說明。實施例11.1氮氧基三亞甲基膦酸的合成在恆溫水浴中，將氨基三亞甲基膦酸(ATMP)晶體加入到三口燒瓶中，再加入蒸餾水，然後用質量分數40 %的NaOH調節溶液pH ;冷卻至室溫後緩慢滴加H2O2攪拌；滴加完畢後升溫，反應一定時間即得氮氧基三亞甲基膦酸溶液；將產物趁熱倒入已預熱的無水乙醇溶液中，攪拌後靜置，溶液冷卻後底層出現白色晶體，抽濾後得到氮氧基三亞甲基膦酸晶體。1.2氮氧基三亞甲基膦酸的合成條件討論考察合成過程中各因素對靜態防垢率的影響(靜態防垢率實驗時直接使用液體狀態下的產物，其測試濃度均為20mg/L),最後確定最佳合成條件。①pH值對產物靜態防垢率的影響反應溫度60°C，反應物配比為氨基三亞甲基膦酸=H2O2=1:2 (摩爾比)，反應時間
2.5h，考察用40%Na0H調節不同pH值下的靜態防垢率。實驗結果見表I。表IpH值與靜態防垢率的關係
權利要求
1.一種油層預置用防垢劑，其特徵在於，所述油層預置用防垢劑為氮氧基三亞甲基膦酸，其合成條件為:在恆溫水浴中，將氨基三亞甲基膦酸晶體加入到反應容器中，再加入蒸餾水，然後用質量分數40 %的NaOH溶液調節pH為9 ;冷卻至室溫後緩慢滴加H2O2攪拌，氨基三亞甲基膦酸=H2O2=1:2.5 (摩爾比);滴加完畢後升溫，反應溫度為60°C，反應3h即得氮氧基三亞甲基膦酸溶液；將產物趁熱倒入已預熱的無水乙醇溶液中，攪拌後靜置，溶液冷卻後底層出現白色晶體，抽濾後得 到氮氧基三亞甲基膦酸晶體。
全文摘要
本發明公開了一種油層預置用防垢劑，所述油層預置用防垢劑為氮氧基三亞甲基膦酸，本防垢劑為陽離子型防垢劑。本發明考慮到作業成本的問題，本防垢劑用量一般不超過10%，最低有效濃度一般低於20mg/L，生產成本低，並且無需後續的處理措施。本發明注重環保，防垢劑無毒，且可通過汙水處理後回注實現循環使用，不汙染環境。本發明結合油層預置防垢技術具有操作過程簡單，防垢劑地層預置一次，防垢劑能夠自動連續釋放，長期有效；除防井筒及地面管線結垢外，還可防近井帶地層內的垢。
文檔編號C07F9/38GK103146370SQ20131006049
公開日2013年6月12日 申請日期2013年2月26日 優先權日2013年2月26日
發明者張銳, 樊澤霞, 王淑珍, 任韶然 申請人:中國石油大學(華東)